浅谈大体积混凝土施工裂缝成因及控制措施

浅谈大体积混凝土施工裂缝成因及控制措施

摘要：裂缝是大体积混凝土结构中一种普遍存在的现象，砼的破坏过程是非常复杂的，对于施工人员，我们只能在实践中，针对每个工程区别对待，采用的合理的方法，去预防裂缝的产生和发展，保证建筑物的安全性、耐久性。

关键词：大体积混凝土；裂缝；成因；控制

Abstract: The fracture is a common phenomenon in a large concrete structures, concrete failure process is very complex, construction workers, we can only in practice to treated for the difference between each project, using a reasonable method to prevent crack generation and development, to ensure building safety, durability.Key words: mass concrete; cracks; causes; control

一、大体积混凝土施工裂缝成因大体积混凝土由于截面大、水泥用量大、水泥水化释放的水化热会产生较大的温度变化，由此形成的温度应力是导致产生裂缝的主要原因。大体积混凝土内出现温度裂缝，按其深度一般可以分为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种。贯穿裂缝切断了结构断面，可能破坏结构整体性、耐久性和防水性，影响正常使用，危害严重；深层裂缝部分切断了结构断面，也有一定的危害性；表面裂缝虽然不属于结构性裂缝，但在结构混凝土收缩时，由于表面裂缝处断面削弱且易产生应力集中，故能促使裂缝进一步展开。（一）温度应力和温度变形使混凝土产生裂缝水泥在水化过程中产生大量的水化热，是大体积混凝土内部热量的主要来源。温度应力和温差成正比，温差越大，温度应力也越大，当混凝土的内部与表面温差过大时，会产生温度应力和温度变形，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗温度应力时，便开始产生温度裂缝。因此，防止混凝土出现裂缝的关键就是在保证混凝土设计强度的基础上，尽量降低水泥用量，减少内部水化热，控制大体积混凝土内外温差。（二）混凝土内部温度由浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和混凝土的散热温度三者叠加。外界温度越高，混凝土的浇筑温度也越高。外界温度下降，尤其是骤降，将大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，产生温度应力，造成混凝土出现裂缝。此裂缝可通过调整混凝土掺合料、减小水化热和控制温升时间及增减保温设施的方式进行施工控制。（三）混凝土干缩使混凝土产生裂缝混凝土的拌和水中，只有约束的水分是水泥水化热所必需的，其余被蒸发。随着混凝土的干燥就会出现干缩，混凝土的表面收缩较快，中心收缩较慢，则表面的干缩受到中心的约束，而在表面产生拉应力，出现裂缝。此种裂缝多数体现为表面裂缝，虽然对混凝土整体防水效果影响不大，但是影响钢筋保护层效果和观感质量。当裂缝宽度超过时，也达不到规范要求。此裂缝一般施工控制手段是增加表层防裂筋网和多次碾压。（四）塑性收缩变形使混凝土产生裂缝塑性收缩裂缝发生在混凝土硬化之前、处于塑性状态时。它的产生主要是由于上部混凝土的均匀沉降受到了限制，如遇有钢筋或大的骨料，或者是平面面积较大的混凝土，其水平方向的收缩比垂直方向更难，这样就会形成

不规则的深裂缝。这种裂缝通常是互相平行的，间距为0.2一1m左右，并且有相当的深度。防止出现这种裂缝的最好办法，就是连续浇筑与修整抹面，并立即养护，保护混凝土免受风吹日晒。

二、大体积混凝土裂缝控制措施（一）结构设计方面对于大体积砼，在结构设计上，可以从如下几个方面来改善大体积砼的内外约束条件及对结构薄弱环节进行补强。

1、合理分段浇筑，当大体积砼结构的尺寸过大，应采用合理的分段浇筑，即增设“后浇带”进行浇筑；

2、合理配筋，在构造设计方面进行合理配筋，对砼结构的抗裂有很大的作用，特别是沿砼表面配筋，可大大提高面层表面降温的影响和干缩；

3、设置滑动层，边界存在约束才会产生温度应力，因此在大体积砼与外约束的接触面上全部设置滑动层，可以大大控制裂缝的产生；

4、设置应力缓和沟；

5、设置缓冲层；

6、避免应力集中等。（二）施工技术方面1、选择合适水泥品种和严格控制水泥用量从前面裂缝产生的原因，可以看出控制水泥水化热引起的温升，即减小降温温差，对降低温度应力，防止产生温度裂缝起到釜底抽薪的作用。具体工作中，应该选用中热或低热的水泥品种，例如选用32.5级硅酸盐水泥，比选用32.5级矿渣硅酸盐水泥，3d同水化热平均升温5-8℃；另外，充分利用砼的后期强度，一方面在满足砼强度和耐久性的前提下，尽量减少水泥的用量，严格控制每立方米砼水泥用量不超过400Kg。2、选择适当外加剂在砼中适量的加入外加剂，如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等，可以使砼获得所需要的特性，尤其是在泵送砼中作用更为明显。一般来说，外加剂中木质素磺酸钙能提高混凝土的和易性，使用水量减少20%左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延长到5h左右，若保持强度不变，可节约水泥10%，从而降低水化热。3、骨料的选择对于粗骨料的选择，要求有一个最佳的最大粒径，以自然连续级配的粗骨料配制，并选用较大骨料粒径；对于细骨料的选择，宜采用中、粗砂，细度模数在2.6—2.9之内；同时，骨料中不应含有超量的淤泥、粉屑、有机物及其它有害物质。进行砼配合比设计时，必须进行优化级配合设计，施工进加强搅拌、浇筑和振捣等工作。4、采用切合工程实际的施工工艺在现在大部分的大体积砼浇筑过程中，都采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的方法。这种浇筑方法，可以避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。5、严格控制混凝土出机温度和浇筑温度为了降低大体积砼的总温升，减少结构物的内外温差，控制砼的出机温度与浇筑温度同样非常重要。大体积砼最好选在春秋季施工，以降低入模温度，既使是在夏季施工最好采取有效措施降低入模温度，尤其要注意的是浇筑砼时不要让砼在太阳下直接爆晒。

6、温度控制措施（1）降低混凝土的入模温度，以达到降低厚大体积混凝土的温度的目的；在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，夏季应注意避免曝晒，注意保湿，冬季应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度发生。（2）采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”；加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，基面温差和基底面温差均控制在20℃以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝的出现。在某些特殊工程的大体积混凝土结构内部预埋冷却管，通入循环冷却水，强制降低混凝土的水化热温度。（三）施工组织方面1、加强混凝土的施工监测工作在大体积砼的凝结硬化过程中，应随时摸清大体积砼不同深度处温度场升或降的变化规律，及时监测砼内部的温度情况，可以确保砼不产生过大的温度应力。从已有施工经验的测温情况看，混凝土内部温升的高峰值一般在3.5d内产生，3d内温度可上升到或接近最大温升，内外温差值在20℃左右。2、加强砼浇筑后的养护一般情况下，为防止混凝土内外温差过大，应根据当时的施工情况和环境气温，采用“蓄水法”进行混凝土养护。在混凝土施工期间可通入冷却循环水，以便加快承台内部热量的散发。同时，对于大体积砼浇筑而言，土是砼最好的养护材料之一，因些一般在砼浇筑完后，应尽快回填土。

三、结束语

技术人员必须正确认识大体积混凝土裂缝产生的原理和因素，精心编制施工方案，严格控制材料、浇筑、温控、养护等各关键环节的质量，采取合理有效的控制措施，才能避免大体积混凝土出现裂缝。